값비싼 수전해 촉매, 절반만 쓰고 수소 뽑는다

값비싼 이리듐 촉매 절반만 쓰고 수소 생산
물 분해해 수소 얻는 '수전해' 경제성 높여

TiO₂-MoOx 담지촉매의 투과 현미경(TEM) 이미지와 에너지 분산형 분광분석(EDS) 이미지

[아시아경제 황준호 기자] 친환경 에너지원으로 각광받고 있는 수소를 더욱 효율적으로 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 물을 분해해 수소를 얻는 수전해 발전을 더욱 경제적으로 구현할 수 있도록, 귀금속 촉매 사용량을 절반으로 줄인 수전해 전극이 개발된 것이다. 수전해의 상용화를 더욱 앞당길 것으로 예상된다.

조은애 한국과학기술원 신소재공학과 교수의 연구팀은 촉매로 사용되는 귀금속 사용량을 50% 저감한 수전해 전극을 개발해 연구결과가 촉매 분야 국제 학술지인 '어플라이드 카탈리시스 B: 인바이러멘탈'에 최근 실렸다고 15일 밝혔다.

연구팀은 이리듐 사용량을 절반으로 줄인 수전해 전극 기술을 개발했다. 티타늄과 몰리브데넘 산화물 담지체를 개발해, 이리듐 나노 입자의 분산도를 높여 기존 사용되고 있는 이리듐 촉매와 대비해 성능과 내구성을 2배 이상 높이는 데 성공했다.

연구팀 관계자는 "이리듐과 산화물 담지체 사이의 전자이동으로 인해 이리듐의 전자구조가 산소 발생 반응에 최적화돼 있어 성능과 내구성이 크게 향상됐다"고 설명했다.

수전해는 물을 전기분해해 수소를 생산하는 장치다. 이산화탄소를 배출하지 않고도 수소를 생산해 친환경 생산법으로 각광받고 있다. 하지만 매장량이 백금의 10분의 1에 불과한 이리듐 촉매를 사용해 생산단가가 높다.

조은애 교수는 "기존 수전해 촉매들이 실제 시스템에서는 성능을 제대로 구현하지 못하는데 이번 연구에서 개발한 촉매를 사용해 실제 수전해 시스템을 제작한 결과, 이리듐 사용량을 50%나 줄였음에도 불구하고 상용 촉매와 동일한 성능을 보여줬다는데 큰 의미가 있다"고 말했다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr